半導體矽微機械加工方法
利用矽微機加工技術製成的感測晶片以美國為代表的半導體矽微機械加工方法與傳統IC工藝兼容，利用化學腐蝕或積體電路工藝技術對矽基材料進行加工，形成矽基微電子機械系統的器件，可以實現微電子與微機械的系統集成，並適合於批量生產，已經成為MEMS的主流技術。當前矽基微加工技術可分為體微加工技術和表面微加工技術。
體微加工是對矽的襯底進行加工的技術。一般採用各向異性化學腐蝕，利用某些腐蝕液在矽的各個晶向上以不同的腐蝕速率來製作不同的微機械結構或微機械零件。另一種常用技術為電化學腐蝕，現已發展為電化學自停止腐蝕，它主要用於矽的腐蝕以製備薄面均勻的矽膜。體微加工技術主要通過對矽的深腐蝕和矽片的整體鍵合來實現，能夠將幾何尺寸控制在微米級。由於各向異性化學腐蝕可以對大矽片進行，使得MEMS器件可以高精度地批量生產，同時又消除了研磨加工所帶來的殘餘機械應力，提高了MEMS器件的穩定性和成品率。
表面微加工是在矽片正面上形成薄膜並按一定要求對薄膜進行加工形成微結構的技術，全部加工僅涉及到矽片正面的薄膜。用這種技術可以澱積二氧化矽膜、氮化矽膜和多晶矽膜；用蒸發鍍膜和濺射鍍膜可以製備鋁、鎢、鈦、鎳等金屬膜；薄膜的加工一般採用光刻技術，如紫外線光刻、X射線光刻、電子束光刻和離子束光刻。通過光刻將設計好的微機械結構圖轉移到矽片上，再用電漿腐蝕、反應離子腐蝕等工藝來腐蝕多晶矽膜、氧化矽膜以及各種金屬膜，以形成微機械結構。這一技術避免了體微加工所要求的雙面對準、背面腐蝕等問題，與積體電路的工藝兼容。
主要的矽微機械加工工藝
矽微機械加工工藝是製作微感測器、微執行器和MEMS的主流技術，是近年來隨著積體電路工藝發展起來的，它是離子束、電子束、分子束、雷射束和化學刻蝕等用於微電子加工的技術，目前越來越多地用於MEMS的加工中，例如濺射、蒸鍍、電漿刻蝕、化學氣體澱積、外延、擴散、腐蝕、光刻等。在以矽為基礎的MEMS加工工藝中，主要的加工工藝有腐蝕、鍵合、光刻、氧化、擴散、濺射等。
腐蝕
腐蝕是矽微機械加工的最主要的技術，各種矽微機械幾乎都要用腐蝕成型。腐蝕法分濕法腐蝕和乾法腐蝕兩大類，濕法腐蝕又分為溶液法及陽極法，乾法腐蝕分為離子刻蝕、雷射加工等。溶液腐蝕法由於使用簡便、成本低、加工效果好、加工範圍寬，因而是微機械加工中使用最廣的技術。溶液腐蝕主要依賴於矽的掩蔽性、各向異性和選擇性。掩蔽性指一定的腐蝕液對矽和生長在矽上的某種掩蔽膜的腐蝕速率顯著不同，據此可用此膜作掩膜在矽表面腐蝕出所需的形狀。各向異性是指矽的不同晶面具有不同的腐蝕速率，各向異性腐蝕利用矽的不同晶向具有不同的腐蝕速率這一腐蝕特性對矽材料進行加工，在矽襯底上加工出各種各樣的微結構。各向異性腐蝕劑一般分為有機腐蝕劑和無機腐蝕劑兩類。選擇性指矽在摻濃硼時對一定的腐蝕液的腐蝕速率將陡降趨於零，可按需要在矽中預擴散一濃硼層作為腐蝕終止層，使腐蝕作用到此層即自行停止。
鍵合
鍵合是指不利用任何黏合劑，只通過化學鍵和物理作用將矽片與矽片、矽片與玻璃或其他材料緊密結合在一起。在MEMS技術中，最常用的是矽與矽直接鍵合和矽與玻璃靜電鍵合技術，還有矽化物鍵合、有機物鍵合等等。在微機械加工中，矽與玻璃或矽與矽的鍵合迄今都採用陽極鍵合技術，即將兩鍵合面一起加熱，並在鍵合面間施加一定的電壓，在高溫、高電場下兩鍵合面形成熱密封。常規的矽與矽鍵合工藝需要在鍵合面澱積0.5μm～1μm厚的玻璃膜，然後按矽與玻璃鍵合的工藝鍵合。
光刻
光刻是一種複印圖象同化學腐蝕相結合的綜合技術，它採用照相複印的方法，將光刻版上的圖形精確地複印在塗有感光膠的SiO2層或金屬蒸發層上，然後利用光刻膠的保護作用，對SiO2層或金屬蒸發層進行有選擇的化學腐蝕，從而在SiO2層或金屬蒸發層上得到與光刻版相應的圖形。表面犧牲層工藝是表面微機械技術的主要工藝。其基本思想是:先在襯底上澱積犧牲層材料，利用光刻，刻蝕成一定的圖形，然後澱積作為機械結構的材料並光刻出所需的圖形，再將支撐結構層的犧牲層材料腐蝕掉，這樣就可形成懸浮的微機械結構部件。
氧化
氧化在矽外延平面中是很重要的。熱生長氧化法是在矽片表面生長SiO2膜的常用方法，其方法是將矽片放入高溫爐內，在氧氣中使矽片表面生成SiO2薄膜。氧化可分為乾氧氧化和濕氧氧化。乾氧氧化是在高溫下使氧分子與矽片表面的矽原子反應，生成SiO2起始層，然後氧分子以擴散方式通過SiO2層生成新的SiO2層，使SiO2薄膜繼續增厚。濕氧氧化是在氧氣通入爐子前，先通過加熱的高純去離子水，使氧氣中攜帶一定量的水汽。在濕氧氧化中，既有氧的氧化作用，又有水的氧化作用。氧化層的生長速率與氧化溫度及氧氣流中的水汽含量均有關係。
擴散
擴散屬於摻雜工藝，摻雜包括擴散和離子注入兩種。擴散是指在高溫下，使雜質由半導體晶片表面向內部擴散，以改變晶片內部的雜質分布和表層導電類型。在擴散過程中，當擴散表面源和表面的初始雜質含量不同時，雜質向矽片擴散的結果將使矽片內部出現不同形式的雜質分布。擴散方式包括恆定表面源濃度擴散和限定源擴散兩種。恆定表面源濃度擴散的特點是在擴散過程中矽片的表面同濃度不變的雜質相接觸；限定源擴散的特點是整個擴散過程中的雜質源，限定於擴散前積累在矽片表面的無限薄層內的雜質總量，沒有外來雜質補充。
濺射
濺射是與氣體輝光放電現象密切相關的一種薄膜澱積技術。它是在高真空室中充入少量的惰性氣體例如氬氣、氦氣等，利用氣體分子在強電場作用下電離而產生輝光放電，從而產生帶正電的離子，受電場加速而形成的高能離子流撞擊在陰極靶表面上，使陰極靶材料表面的原子飛濺出來，澱積到基片上形成薄膜。
